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动的轮郭モデル
Active Contours Model
あるまじろ
Active Contour Modelとは
? Active Contour Model
? 対象となる空間を領域の性質を表す指標(エッジや他の特
徴量など)により複数の領域に分割
? 分割した領域は時間変化により,その境界線が連続的に
変化
? 手法は大まかに2種類
? Snakes法
? Level set法
Snakesとは
前提1: 曲線はパラメータ表現される
前提2: 曲線のエネルギーを設定
? ? = ????? + ?? ???? + ?????
???? =
0
1
?? ?
??
2
??
? ???? =
0
1
?2 ? ?
??2
2
??
???? = ?
0
1
? ? ? ? ? ? ??
:弧長に対応する項
:曲率に対応する項
:勾配強度に対応する項
v ? =
? ?
? ?
s ∈ 0,1
Snakes(貪欲法)
???? =
?=1
?
?? ? ???1
2
? ???? =
?=1
?
??+1 + ???1 ? 2??
2
???? = ?
?=1
?
?′ ??
:弧長に対応する項
:曲率に対応する項
:勾配強度に対応する項
? ? = ????? + ?? ???? + ?????
? ? = ????? + ?? ???? + ?????
Snakes(貪欲法)の解法
Step1: 曲線は指定
Step2: 変数を設定?初期化
d : 頂点の総移動量
n : 繰り返し回数
Step3: n=0にする
頂点の8近傍の? ? を
それぞれ計算
Step4: ? ? 最小の画素へ移動
し,移動量をdに加算
Step5: すべての頂点において
計算をし,Step3に戻る
Step6: しきい値以下のdになる
か,n回処理したら終了
Snakes(まとめ)
? 利点
? ノイズに強い領域分割
? 高速かつ実装が簡単
? 欠点
? パラメータに強く依存
? 初期輪郭線に強く依存
? 複数物体の分割が困難(位相問題)
Level set法とは
? 位相変化が可能な动的轮郭モデル
? 領域の分離,結合を自然な形で表現可能
前提1: 曲線は? ?, ?, ? のゼロ等高線
として表現
前提2: 曲線上の点は,法線方向に動く
接線
法線
Level set法(Upwind Scheme)
Step1: 曲線は指定
Step2: 変数を設定?初期化
? : グリッドの補助関数値
F : 成長速度を保持するスカラー量
n : 繰り返し回数
Step3: 閉曲線上のグリッドに対して,
? = 0を設定.
境界を基準として符号付距離
(内側が負,外側が正)を与
える
Step4: 成長速度の計算
?
0
0 0
0
0 0 0
0
0 0
0
-2
-3 -2
-2
-1 -1 -1
-1
-2 -1
-2
5 4 3
-2 -3 ???
???
F(値は適当)
-3 -3 -2 ???
-2 -2 -3
Step3(左)とStep4(右)の図解
Step5: 補助関数値の更新
Step6: Zero level setの検出
Step7: 再初期化
閉曲線上のグリッドに対して,
? = 0を設定.
境界を基準として符号付距離
(内側が負,外側が正)を与
える
Step8: Step.3~Step.6をφの変化量
が閾値以下になるか,繰り返
し回数nが一定値を超えるま
で繰り返す
Level set法(Upwind Scheme)の続き
?|??| = ?+or??
?+ = max(???
?.?)2 + m??(?+?
?.?)2 + max(???
?.?)2 + m??(?+?
?.?)2
??
= max(?+?
?.?)2
+ m??(???
?.?)2
+ max(?+?
?.?)2
+ m??(???
?.?)2
補助関数値の更新
???
?.? =
??,? ? ???1,?
?
?+?
?.? =
??+1,? ? ??,?
?
???
?.? =
??,? ? ??,??1
?
?+?
?.? =
??,?+1 ? ??,?
?
ただし,
??,?
???1,?
??,?+1
??+1,?
??,??1
補助関数値の更新(例)
?
局所成長速度場と拡散成長速度場
局所成長速度場と拡散成長速度場に関する画像は,
参考より引用しております.
拡張成長速度場のほうが解が安定
かつ形状も高精度
动的轮郭モデル
动的轮郭モデル
动的轮郭モデル
动的轮郭モデル
动的轮郭モデル
动的轮郭モデル
动的轮郭モデル
参考
? 「バイオメディカルエンジニアリング 5,6コマ目 画像処理概論1」
? http://www.riken.jp/brict/Ijiri/classes/
? 「コンピュータビジョン アルゴリズムと応用」
? 私のバイブル
? 「CV勉強会 発表資料 レベルセット法 4.6-4.12」
? 今回一番理解の助けになりました
? 後半の資料はここからの転載です
? http://www.slideshare.net/takmin/

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